[发明专利]一种连铸末端具有加热功能的电磁搅拌系统

说明书

本发明提供一种连铸末端具有加热功能的电磁搅拌系统，电磁搅拌系统安装在连铸坯凝固末端，电磁搅拌系统包括设置有连铸坯通道的搅拌器，通道两端开口分别为连铸坯入口和出口；搅拌器在靠近连铸坯入口且围绕通道的位置设有M1个磁极，且N极和S极围绕通道交替设置以形成对连铸坯的加热，M1≥2；搅拌器在靠近连铸坯出口且围绕通道的位置设有M2个磁极，且各个N极均围绕通道相邻设置、各个S极均围绕通道相邻设置，以形成对连铸坯的搅拌，M2≥2。本发明的电磁搅拌系统具有加热和搅拌两种功能，分别解决连铸坯表面、角部裂纹和解决连铸坯内部成分偏析等问题，解决两套装置安装空间不足、结构复杂与干涉的问题。

技术领域

本发明涉及电磁冶金领域用的电磁搅拌器，特别指适用在连铸坯末端可加热用电磁搅拌器。

背景技术

电磁搅拌(Electromagnetic stirring:EMS)技术，因其在改善连铸坯质量、稳定连铸操作、扩大品种钢和提高生产率方面具有不可替代的作用，而成为现代连铸技术中的关键技术之一。根据搅拌器在连铸机上的安装位置，可分为：结晶器电磁搅拌、二冷区电磁搅拌、凝固末端电磁搅拌。凝固末端电磁搅拌安装在连铸坯凝固末端的固液两相区间内，其通过搅拌器产生的电磁力促使钢液流动以消除连铸坯中心偏析、中心疏松和V型偏析，从而达到改善连铸坯内部质量的目的。因此，连铸坯凝固末端电磁搅拌的冶金效果与凝固末端电磁搅拌器位置和连铸工艺参数密切相关。

目前，广泛应用的末端电磁搅拌器存在以下缺陷：(1)安装位置固定；一台末端电磁搅拌器通常需适用多个断面和不同钢种，在不同连铸工艺下，凝固末端的位置也不尽相同，因此固定搅拌器的位置和获得最佳冶金效果是一个矛盾。中国专利CN 104942248A，CN104690242B提出了在搅拌器与连铸机之间增加一个位置调整的移动装置，但该装置结构复杂，工程实施难度大。(2)功能单一，现有的电磁搅拌器都只有搅拌功能。通常连铸坯在凝固末端的凝固率都在60％以上，凝固后的坯壳与未凝固的液芯温差较大，加之凝固表面的边角部散热快，导致温差与温度的不均匀性进一步增大，使连铸坯表面与角部极易产生裂纹。裂纹的出现和扩展，使材料的机械性能明显变差；(3)结构形式固定；传统电磁搅拌器铁芯结构通常设计成圆形或者方形的整体式结构，整体式结构虽然结构紧凑，便于固定安装，但固定的结构形式无法保证同一连铸机上浇注一定范围断面的最佳冶金效果。现有专利中，也有通过电磁搅拌器组合使用以实现不同断面最佳的搅拌功能，但该类电磁搅拌器只有搅拌功能，而不具备加热功能。而且，现有的电磁搅拌器所形成的磁场容易产生漏磁现象，所产生的磁场无法得到有效利用，从而影响电磁搅拌的效果。

发明内容

本发明要解决的问题是针对现有技术中电磁搅拌器无法同时进行搅拌和加热的问题，提供一种电磁搅拌系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种连铸末端具有加热功能的电磁搅拌系统，所述电磁搅拌系统安装在连铸坯凝固末端，所述电磁搅拌系统包括设置有连铸坯通道的搅拌器，所述通道的两端开口分别为连铸坯的入口和出口；所述搅拌器在靠近连铸坯的入口且围绕所述通道的位置设有M1个磁极，且N极和S极围绕所述通道交替设置以形成对连铸坯的加热，M1≥2且M1为正整数；所述搅拌器在靠近连铸坯的出口且围绕所述通道的位置设有M2个磁极，且各个N极均围绕所述通道相邻设置、各个S极均围绕所述通道相邻设置，以形成对连铸坯的搅拌，M2≥2且M2为正整数。

本发明中，能有效兼顾一定范围的连铸坯，实现同一台电磁搅拌系统在其前端对连铸坯加热，在其后端对连铸坯实施搅拌功能。在靠近连铸坯的入口且围绕所述通道的位置，通过设置N极和S极交替设置，可以使得靠近连铸坯的入口的磁力线穿过连铸坯的表面即连铸坯的坯壳，形成较好的对坯壳的加热效果，可以补偿连铸坯表面温度，减少连铸坯芯表(液芯与坯壳)温差，可有效抑制裂纹的生成。在靠近连铸坯的出口且围绕所述通道的位置，通过设置各个N极均相邻设置且各个S极均相邻设置，使得各个N极组合在一起组成N极，且各个S极组合在一起组成S极，使得靠近连铸坯的出口的磁力线穿过液芯，从而达到对液芯的搅拌效果。